Естественный отбор

Процесс

Естественный отбор объясняет, почему живые организмы со временем меняются, чтобы иметь анатомию, функции и поведение, которые у них есть. Это так работает:

1. Все живые существа имеют такую фертильность, что их численность может быстро увеличиться навсегда.
2. На самом деле, численность населения не увеличивается до такой степени. В основном, численность остается примерно на том же уровне.
3. Продовольственные и другие ресурсы ограничены. Таким образом, существует конкуренция за продукты питания и ресурсы.
4. Нет двух одинаковых людей. Поэтому у них нет одинаковых шансов жить и размножаться.
5. Большая часть этого варианта унаследована. Родители передают эти черты детям через их гены.
6. Следующее поколение приходит от тех, кто выживает и размножается. Ликвидация вызвана относительным соответствием между индивидуумами и окружающей средой, в которой они живут. После многих поколений население имеет более полезные генетические различия и меньше вредных. Естественный отбор действительно является процессом ликвидации.

Примеры

В настоящее время существует достаточно много примеров естественного отбора в природных популяциях.

Антибактериальная устойчивость

Известным примером естественного отбора в действии является развитие антибиотикорезистентности у микроорганизмов. С момента открытия Александром Флемингом в 1928 году пенициллина, антибиотики используются для борьбы с бактериальными заболеваниями. Природные популяции бактерий содержат, среди огромного количества индивидуальных членов, значительные различия в их генетическом материале в результате мутаций. При воздействии антибиотиков большинство бактерий погибает быстро, но некоторые имеют мутации, которые делают их чуть менее восприимчивыми. Если воздействие антибиотиков будет коротким, эти индивидуумы переживут лечение. Ликвидация людей, не имеющих резистентности, является примером естественного отбора.

При достаточном времени и многократном воздействии антибиотиков появится популяция антибиотикоустойчивых бактерий. Это приводит к так называемой эволюционной гонке вооружений, или к коэволюции, в которой бактерии продолжают развивать штаммы, менее восприимчивые к антибиотикам, в то время как медицинские исследователи продолжают разрабатывать новые антибиотики, которые могут их убить. Стратегии реагирования обычно включают использование различных, более сильных антибиотиков; однако недавно появились новые штаммы MRSA, которые устойчивы даже к этим препаратам. Аналогичная ситуация возникает с устойчивостью к пестицидам у растений и насекомых, а также с малярийной устойчивостью к хинину.

Камуфляж

Один известный случай - изучение эволюции мотылька-перца, и есть много других примеров. Большинство из этих дневных мотыльков были светлыми по цвету, но лишь некоторые из них были темными. Поначалу светлые мотыльки лучше выживали, потому что они были замаскированы под светлый цвет близлежащих деревьев. Это мешало птицам их видеть.

Когда были построены фабрики, из-за загрязнения все деревья выглядели черными. Теперь на фоне темной коры были видны светлые мотыльки. Темная моль имела преимущество после того, как изменилась окружающая среда. Гены, контролирующие темный цвет, распространились по популяции мотылька. После второй мировой войны, контроль за загрязнением окружающей среды работал, чтобы сделать ее чище. Тогда у более светлой мотыльки снова появилось преимущество, и теперь она встречается гораздо чаще.

Мимикрия - еще один пример: Некоторые безобидные насекомые имитируют других опасных насекомых или насекомых с неприятным вкусом. Мимикрия развивается, потому что чем лучше подражатели, тем лучше они выживают. Они живут для того, чтобы производить больше потомства, чем менее хорошие подражатели. Гены лучших подражателей становятся более распространенными в этом виде. Со временем мимические виды становятся ближе к своим моделям.

Сопротивление антибиотикам повышается за счет выживания людей, которые невосприимчивы к воздействию антибиотиков. Их потомство наследует резистентность, создавая новую популяцию резистентных бактерий.

Отбор половой принадлежности

Сексуальный отбор - это особый вид естественного отбора. Согласно теории Чарльза Дарвина, определенные эволюционные черты могут быть объяснены конкуренцией внутри вида. Дарвин определил половой отбор как последствия "борьбы между особями одного пола, как правило, самцами, за обладание другим полом". Обычно в борьбе друг с другом участвуют самцы. Черты, выбранные мужчинами в ходе борьбы, называются вторичными половыми характеристиками (включая рога, оленьи рога и т.д.) и иногда называются "оружием". Черты, выбранные по мужскому выбору, называются "украшениями".

Самки часто предпочитают спариваться с самцами с внешними орнаментами - преувеличенные черты морфологии. Гены, которые позволяют мужчинам развивать впечатляющие украшения или боевые способности, могут просто демонстрировать большую сопротивляемость болезням или более эффективные метаболические функции, которые также приносят пользу женщинам. Эта идея известна как гипотеза "хороших генов". Сексуальный отбор все еще исследуется и обсуждается сегодня.

Эрнст Майер сказал:

"Со времен Дарвина стало ясно, что этот вид отбора включает в себя гораздо более широкий спектр явлений, и вместо полового отбора его лучше называть отбором для достижения репродуктивного успеха... в отличие от отбора для выживания, речь идет о подлинном отборе, а не об устранении". Учитывая, сколько новых видов отбора для достижения репродуктивного успеха обнаруживается из года в год, я начинаю задаваться вопросом, не является ли это еще более важным, чем выживающий отбор, по крайней мере, у определенных высших организмов".

Иллюстрация из книги "Рождение мужчины и отбор по половому признаку" Чарльза Дарвина с изображением ворсового кокета Lophornis ornatus, женщина слева, мужчина справа с изображением орнамента.